DE4429949A1 - Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Überwachungseinrichtung - Google Patents

Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Überwachungseinrichtung

Info

Publication number
DE4429949A1
DE4429949A1 DE19944429949 DE4429949A DE4429949A1 DE 4429949 A1 DE4429949 A1 DE 4429949A1 DE 19944429949 DE19944429949 DE 19944429949 DE 4429949 A DE4429949 A DE 4429949A DE 4429949 A1 DE4429949 A1 DE 4429949A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit breaker
residual current
current circuit
breaker according
response time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19944429949
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Dipl Phys Berthold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AEG Niederspannungstechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19944429949 priority Critical patent/DE4429949A1/de
Priority to DE1995128020 priority patent/DE19528020A1/de
Priority to PCT/DE1995/001129 priority patent/WO1996006475A1/de
Priority to AT95928978T priority patent/ATE177266T1/de
Priority to EP95928978A priority patent/EP0777928B1/de
Priority to HU9800155A priority patent/HUT77614A/hu
Priority to DK95928978T priority patent/DK0777928T3/da
Priority to CZ97544A priority patent/CZ54497A3/cs
Priority to US08/793,407 priority patent/US5956218A/en
Priority to PL95318783A priority patent/PL178788B1/pl
Priority to ES95928978T priority patent/ES2131847T3/es
Priority to DE59505219T priority patent/DE59505219D1/de
Publication of DE4429949A1 publication Critical patent/DE4429949A1/de
Priority to NO970815A priority patent/NO970815L/no
Priority to GR990401496T priority patent/GR3030396T3/el
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/33Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
    • H02H3/334Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers with means to produce an artificial unbalance for other protection or monitoring reasons or remote control
    • H02H3/335Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers with means to produce an artificial unbalance for other protection or monitoring reasons or remote control the main function being self testing of the device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Fehlerstromschutzschalter sind Geräte der Hausinstallationstechnik und sollen Menschen vor gefährlichen Stromschlägen und Gebäude vor durch elektrische In­ stallationen hervorgerufene Brände schützen.
Es ist bekannt, daß diese Geräte im Laufe der Zeit ausfallen können. Deshalb sind sie mit einer von Hand zu betätigenden Prüftaste ausgerüstet.
Auch wurde bereits ein Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Prüfung be­ kannt (deutsche Patentschrift Nr. 4106652).
Die meisten bekannten Fehlerstromschutzschalter arbeiten heute netzspannungs­ unabhängig (siehe G. Biegelmeier; Schutzmaßnahmen in Niederspannungsanlagen Österreichischer Gewerbeverlag, Wien 1978), doch gibt es auch sogenannte DI-Schalter, die netzabhängige Fehlerstromschutzschalter sind.
DI-Schalter besitzen, wie die netzspannungsunabhängigen, einen Summenstrom­ wandler mit Sekundärwicklung, die an eine netzabhängige Auswerte-Elektronik anschließt. Der Vorteil dieser Schalter liegt darin, daß sie keine hochempfindlichen Auslöser wie die Magnetauslöser benötigen.
Die Elektronik kann jedes beliebig unempfindliche Relais speisen, das im Fehler­ stromfall das Schaltwerk auslöst. Das Schaltwerk kann sogar ein von dieser Elek­ tronik gesteuerter Schutz sein.
In der EP 0220408 ist ein selbstüberwachender Fehlerstromschutzschalter be­ schrieben, bei dem die regelmäßige Funktionsprüfung entfallen kann, indem sich der Fehlerstromschutzschalter während der gesamten Betriebsdauer ständig selbst überwacht. Zusätzlich schaltet der Fehlerstromschutzschalter auch bei Unterbre­ chung der Stromzuführung ab und bei Wiederkehr der Stromzuführung nicht selbsttätig wieder ein.
Dabei bezieht sich die Überwachung hauptsächlich auf die elektronische Schaltung. Der Schalter schaltet ab, wenn der Fehlernennstrom überschritten wird. Er ist nicht in der Lage, einen sich anbahnenden Defekt zu erkennen.
Die meisten der heute in Gebäuden eingesetzten Fehlerstromschutzschalter beste­ hen aus einem Gehäuse, in dem ein Summenstromwandler, ein Magnetauslöser, ein Schaltwerk und eine Prüfvorrichtung (Prüftaste) untergebracht sind.
Die nachgewiesenermaßen anfälligsten Elemente sind der Magnetauslöser und die Prüfeinrichtung.
Ein wesentliches Merkmal des Magnetauslösers eines Fehlerstromschutzschalters ist der sehr geringe Luftspalt zwischen den Polflächen seines Ankers und Joches. Wenn nach monate- oder jahrelangem Nichtöffnen dieser Magnetkontakte die feingeschliffenen Polflächen langsam kaltverschweißen, wie aus der Relaistechnik bekannt ist (s. Siemens-Norm SN 29500/Teil 7), steigt auch der Ansprechwert des Fehlerstromschutzschalters langsam an, bis die Verschweißung (ein Diffusions­ schweißprozeß) so fest ist, daß ein völliges Haften des Ankers am Joch auftritt, so daß die Federkraft selbst bei völlig fehlendem Permanentmagnetfluß nicht aus­ reicht, den Anker zu lösen, das Schaltwerk des Schalter zu entklinken und damit den Stromkreis zu unterbrechen.
Sowohl die handbetätigbare als auch die automatische Prüftaste gemäß DP 4106652, die z. B. monatlich die Funktionsweise des Fehlerstromschutzschalters überprüfen, haben den Nachteil, daß nur ein nicht mehr auslösender Schalter, also ein die Schutzfunktion nicht mehr ausführender Schalter, erkannt wird. Dies hat zur Folge, daß der Schutz über Tage, ja Wochen nicht existiert und der Schalter in dieser Zeit im Notfall versagt.
Die bisher nicht veröffentlichte Patentanmeldung P 44 12 305.1 beschreibt einen Fehlerstromschutzschalter, der einen sich anbahnenden Defekt dadurch erkennt, daß mit Hilfe eines Stromgebers und -sensors sein Fehlstromansprechwert in vorbestimmbaren Zeitabständen gemessen und gespeichert wird. Aus dem zeitlichen Anstieg der Ansprechwerte extrapoliert man auf den Sollansprechwert und kann dadurch den Zeitpunkt feststellen, zu dem der Schalter ausfallen wird.
Nun schreibt K.W. Brunner in der Zeitschrift "Elektrische Maschinen", April 1994, 73. Jahrgang auf den Seiten 10-12, daß es Gründe gibt, nicht nur die Fehlerstromansprechwerte, sondern auch die Fehlerstromansprechzeiten zu überprüfen. Diese liegen unter anderem in dem Zusammenhang zwischen Körperstrom iB und Durchströmungsdauer t bei Berührung einer stromführenden Leitung. Biegelmeier (s. Seite 1) beschreibt diesen Zusammenhang ausführlich.
Diagramm 1 zeigt die Funktion iB = f (t).
Man erkennt die Wirkungsbereiche von Wechselstrom 50/60 Hz auf den menschlichen Körper nach IEC-Report 479, Kapitel 2, 2. Auflage.
Bereich 1 . . . in der Regel keine Reaktion;
Bereich 2 . . . in der Regel keine pathophysiologisch gefährliche Wirkung;
Bereich 3 . . . Übergangsbereich ohne feste Grenzen. In der Regel keine organischen Schäden; keine Gefahr von Herzkammerflimmern, Muskelreaktionen, Beschwerden bei der Atmung mit steigender Stromstärke und Einwirkungsdauer;
Bereich 4 . . . Herzkammerflimmern mit steigender Wahrscheinlichkeit (Kurve c₂ Wahrscheinlichkeit kleiner als 5%, Kurve c₃ Wahrscheinlichkeit kleiner als 50%). Mit steigender Stromstärke und Einwirkungsdauer starke pathophysiologische Wirkungen, wie Herzstillstand, Atemstillstand und Verbrennungen. In bezug auf Herzkammerflimmern beziehen sich die Kurven c₁ bis c₃ auf Längsdurchströmung linke Hand - linker Fuß. Bei Einwirkungsdauern unter 200 ms tritt Kammerflimmern nur in der vulnerablen Phase auf, wenn die Schwellenwerte überschritten werden.
Beträgt die Durchströmungsdauer, die gleich der Ansprechzeit eines FI-Schalters ist, z. B. 40 ms, so zeigt ein Fehlerstrom der Größenordnung 100-200 mA in der Regel keine pathophysiologisch gefährliche Wirkung. Beträgt sie dagegen 100 ms, so wären 100-200 mA Fehlerstrom für den Menschen riskant. Würde sie 500 ms betragen, 50 wären bereits 30 mA riskant.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Fehlerstromschutzschalter zu schaffen, bei dem die Ansprechzeit in regelmäßigen Abständen überprüft werden kann, entweder durch Handbetätigung einer Taste oder eines Schalters oder aber vollautomatisch und bei dem bei Überschreitung einer Sollansprechzeit Alarm gegeben wird.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Fehlerstromschutzschalter besitzt zur Detektierung eines Fehlerstromes in einer Netzleitung einen Summenstromwandler, dessen Primärwicklung durch die Netz­ leiter gebildet ist. Der Summenstromwandler besitzt weiterhin eine Sekundär­ wicklung, an der bei Auftreten eines Fehlerstromes im Netz ein Signal entsteht, welches den Fehlerstromschutzschalter zum Ausschalten bringt. Dabei ist die elektrische Schaltung so bemessen, daß der Schalter bei einem Fehlerstrom 30 mA innerhalb 40 ms ausschaltet.
Um ein Überschreiten dieser Zeit überprüfen zu können, wird erfindungsgemäß mit Hilfe eines in einen Mikrocomputer, im folgenden µP genannt, integrierten Zeitgebers in vorbestimmten Zeitabständen die Ansprechzeit des FI-Schalters gemessen, mit einer Sollansprechzeit verglichen und bei Überschreiben derselben Alarm gegeben.
Erfolgt keine Alarmgabe, so wird die gemessene Ansprechzeit gespeichert und bei der nächsten Messung (Prüfung) ihr Anstieg bestimmt.
Aus diesem so ermittelten Anstieg kann man auf den Zeitpunkt des Überschreitens der maximalen Sollansprechzeit schließen, d. h. extrapolieren und sie in geeigneter Weise zur Anzeige bringen. Dadurch hat man genügend Zeit, den Fehlerstrom­ schutzschalter rechtzeitig austauschen zu lassen.
Da die Ansprechzeit von Schalter zu Schalter unterschiedlich sein kann, beispiels­ weise muß sie bei "30 mA-Schaltern" zwischen 0 und 500 ms liegen, erzeugt man mittels des µP Fehlerströme mit ansteigender Zeitdauer, bis diese die Ansprechzeit erreicht.
Die vorbestimmten Zeiten, nach denen ein Meßvorgang eingeleitet wird, richten sich nach der Größe der Ansprechzeit.
Nähert sich die Ansprechzeit dem Sollwert, verkürzen sich automatisch die Zeit­ abstände, nach denen die jeweils nächsten Messungen erfolgen.
Will man nicht nur die Ansprechzeiten überwachen, sondern die Funktionsfähigkeit des gesamten Schalters, dann wird bei Erreichen eines bestimmten Ansprech­ zeit-Anstieges Alarm gegeben. Tauscht man daraufhin den Schalter nicht aus, schaltet sich der Schalter nach einer ebenfalls vorbestimmten Zeit, z. B. nach 6-8 Wochen, selbsttätig aus.
Handelt es sich um einen 300 mA-Fehlerstromschutzschalter, der für den Brand­ schutz eingesetzt wird, so wären 6-8 Wochen viel zu lang, d. h. er muß sofort ab­ schalten, wenn ein gefährlicher Anstieg der Auslösezeit erreicht wird.
Eine Möglichkeit, den gesamten Schalter zu überwachen, besteht darin, jeweils nach Erreichen der noch zulässigen Ansprechzeit nicht nur Alarm zu geben, sondern die Hauptstromkontakte zu öffnen und innerhalb 200 ms wieder zu schließen.
Damit während des Offenstehens der Hauptstromkontakte der Strom weiterfließt, schließen sich über diese automatisch bypassartig Hilfsstromkontakte, die sich nach dem Gesamtüberprüfungsvorgang (Meßvorgang), d. h. nach dem Wiederschließen der Hauptstromkontakte, wieder öffnen.
Will man jedoch die Hauptstromkontakte nicht überprüfen, da in den letzten Jahren die Schaltwerke der Fehlerstromschutzschalter nicht mehr ausfielen, weil keine harzenden Schmierstoffe mehr verwendet wurden, spricht bei Erreichen der An­ sprechzeit nur der Auslösemechanismus, z. B. das Auslöserelais, der Magnet­ auslöser oder ein anders gearteter Aktor, beispielsweise ein Piezo-Aktor an, wobei eine Sperre, d. h. ein Sperrglied, das Auslösen des Schaltwerkes verhindert. Auch damit umgeht man Stromausfall während des Prüfvorganges.
Da beispielsweise die Magnetkontakte eines Magnetauslösers nach Öffnen gleich wieder geschlossen werden müssen, besitzt die Sperre eine in Fig. 6 dargestellte o. ä. Form, so daß sich die Magnetkontakte beim Zurückziehen der Sperre auto­ matisch schließen.
Selbstverständlich kann sich die Sperre, die das Entklinken des Schaltwerkes ver­ hindert, auch an geeigneter Stelle im Schaltwerk befinden.
Die Sperre, d. h. die Sperrvorrichtung, kann z. B. elektromechanisch, elektromagne­ tisch, elektrothermisch, mit Hilfe von herkömmlichen Aktoren, einen FGL-Antrieb o. ä. angetrieben werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, mit dieser auch den Anstieg der Ansprechzeit von Fehlerstromschutzschaltern nach einem Kurzschluß zu erkennen, der z. B. durch mehr oder weniger starkes Verschweißen der Hauptstrom­ kontakte verursacht werden kann.
Zu diesem Zwecke detektiert ein entsprechend dimensionierter Stromsensor den Kurzschlußstrom, der durch den Schalter fließt und löst über eine geeignete Einrichtung den im Hauptanspruch beschriebenen Meßvorgang aus.
Um zu verhindern, daß dieser Vorgang schon bei Überlast eintritt, kann man für die Kurzschlußstromerkennung z. B. eine Rogowski-Spule einsetzen, die nicht den Kurzschlußstrom ik mißt, sondern dessen Anstieg .
Hat der Schalter durch den Kurzschlußstrom Schaden genommen, wird Alarm gegeben und/oder der Hauptstromkontakt geöffnet.
Alle sich aus der Erfindung ergebende Hardware kann in Form eines herkömmli­ chen, an den Fehlerstromschutzschalter anflanschbaren Hilfsschalters ausgebildet werden.
Auch ist es sinnvoll, alle Funktionen des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutz­ schalters mittels herkömmlicher Mittel, beispielsweise durch Hilfskontakte, zu über­ wachen und bei Versagen, d. h. Ausfall einer oder mehrerer Funktionen Alarm zu geben.
Diese Überwachung und die Auswertung der Fehlerstromansprechwerte kann erfindungsgemäß auch in eine gebäudesystemtechnische Anlage integriert werden, die über Busleitungen mit vielen erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschaltern korrespondiert und die viele der genannten Funktionen zentral erfüllt.
Anhand von Zeichnungen soll die Erfindung, sowie deren vorteilhafte Ausgestaltung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen
Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines Fehlerstromschutz­ schalters mit Prüftaste,
Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines Fehlerstromschutz­ schalters mit automatischer Überprüfung des Fehlerstromansprechwertes und Schaltwerkssperre,
Fig. 3 das Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschalters mit Summenstrom­ wandler, Schaltwerk, Auslöser, Verbraucher, µP und zeitgesteuertem elektronischem Schalter.
Fig. 4 das Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschalters mit einer Sperre, die beim Prüfvorgang die Unterbrechung der Haupt­ stromkontakte verhindert.
Fig. 5 das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschalters ohne Schaltwerks­ sperre, mit Bypass und Schaltwerksantrieb,
Fig. 6 dasselbe wie Fig. 5, jedoch mit zusätzlichem Schaltgerät, das das Stromversorgungsnetz auch bei Versagen des Fehlerstromschutzschalter- Schaltwerkes abschalten kann,
Fig. 7 eine von vielen denkbaren Formen der Schalt­ werksperre.
Fig. 1 stellt einen normalen 2-poligen Fehlerstromschutzschalter dar. Die beiden Netzleitungen, Phase 1 und Null 2 durchlaufen den Summenstromwandler 3 und das Schaltwerk 4. Bei Auftreten eines Fehlerstromes erzeugt der Wandler 3 ein Signal, das den Auslöser 5 zum Ansprechen bringt, der wiederum das Schaltwerk 4 mit Hilfe des Stößels 6 aufschlägt und damit den Strom in den Netzleitungen 1 und 2 unter­ bricht.
Um die Funktionstüchtigkeit des Fehlerstromschutzschalters in regelmäßigen Ab­ ständen überprüfen zu können, ist eine Prüfeinrichtung, bestehend aus Prüftaste 7 und Prüfwiderstand 8, vorgesehen. Bei Drücken der Prüftaste 7 fließt über den Wi­ derstand 8 ein Fehlerstrom, der den Schalter ausschaltet. Nach dem Prüfvorgang schaltet man den Schalter wieder ein.
Fig. 2 zeigt einen 2-poligen Fehlerstromschutzschalter mit einer automatischen Prüftaste gemäß DP4106652.
Die in Fig. 1 dargestellte Prüfeinrichtung (7 u. 8) wurde durch eine automatische 9 ersetzt, die kurz vor Einsetzen des automatischen Prüfvorganges an die Steuerein­ heit 10 ein Signal gibt, die über einen Antrieb 11 zwischen Auslöserstößel 6 und Schaltwerk 4 eine Sperre 12 schiebt. Diese verhindert die Stromunterbrechung durch das Schaltwerk 4, aber nicht das Auslösen des Auslösers 5.
Die Überwachungs- und Signalgabeeinheit 13 überwacht automatisch die Funk­ tionstüchtigkeit der einzelnen Baugruppen und gibt außerdem Alarm, wenn der Auslöser 5 nicht auslösen sollte.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutz­ schalters, der sich durch folgende Funktionsgruppen auszeichnet: Schaltwerk (4), Wandler (3), Auslöser (5), Stößel (6), Verbraucher (14), µP (15), elektronischer Schalter (16).
Ein in den µP (15) integrierter Zeitmesser mißt in vorwählbaren Zeitabständen die Ansprechzeit des FI-Schalters, der im wesentlichen, wie oben beschrieben, aus Wandler (3), Schaltwerk (4) und Auslöser (5) besteht.
Die gemessene Ansprechzeit wird im µP (15), mit der Sollansprechzeit verglichen. Bei Überschreiten des Sollwertes wird über einen nicht gezeichneten Alarmgeber optischer und/oder akustischer Alarm gegeben.
Selbstverständlich kann der µP auch in der Zentraleinheit einer gebäudesystemtechnischen Anlage enthalten sein.
Im einzelnen spielt sich der automatische Prüfvorgang wie folgt ab:
Zum Zeitpunkt t₁ erzeugt der µP (15) einen Impuls, mit dem der elektronische Schalter (16) öffnet. Über einen in diesem Schalter eingebauten Begrenzungswiderstand fließt dann ein vorwählbarer Fehlerstrom, der im Wandler (3) eine Sekundärspannung erzeugt, die den Auslöser (5) betätigt. Der Stößel (6) schlägt das Schaltwerk (4) auf, das durch eine nichtgezeigte Fernbedienung innerhalb 200 ms wieder schließt. Gleichzeitig mit dem Aufschlagen des Schalt­ werkes (4) erzeugt der Auslöser (5) ein Signal, das über die Leitung (17) an dem µP (15) gemeldet wird.
Erfolgt diese Meldung nicht, so erhöht der µP die Zeitdauer bis ein Ansprechen des Auslösers (5) erfolgt.
Die jeweilige Ansprechzeit speichert der µP in einem EEPROM, damit die Werte bei Stromausfall nicht verloren gehen. Liegen 2 oder mehrere Ansprechzeiten vor, bildet der µP den Anstieg derselben und extrapoliert gegebenenfalls auf den Zeitpunkt, zu dem die Sollansprechzeit überschritten wird. Gleichzeitig gibt er stillen und/oder lauten Alarm. Stellt der µP einen Bestandteil der Zentraleinheit einer gebäude­ systemtechnischen Anlage dar, so meldet diese den Zeitpunkt des voraussichtlichen Überschreitens der Sollansprechzeit. Der Schalter kann ausgewechselt werden, bevor er nicht mehr seinen technischen Anforderungen genügt.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutz­ schalters mit einer Sperre, die die Stromunterbrechung während der Prüfung unter­ bindet.
Der µP 15 erzeugt automatisch in vorbestimmten Zeiten einen Nennfehlerstrom, der nach Erreichen der Ansprechzeit den Auslöser 5 zum Auslösen bringt. Genauso wie nach Fig. 2 verhindert dabei die Sperre 18 das Abschalten des Stromes in den Leitungen 1 und 2. Alle weiteren Funktionen zur Prüfung der Ansprechzeit führt der µP analog der Beschreibung der Fig. 3 durch.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel ohne Sperre, dafür mit Bypass 20 und Schalt­ werksantrieb 21. In diesem Beispiel überwacht der µP nicht nur die Ansprechzeit des Auslösers 5, sondern gleichzeitig auch alle anderen Baugruppen, einschließlich des Schaltwerkes 4 seines Antriebes 21 und Bypasses 20. Die Funktionsweise läßt sich ohne weiteres aus der Beschreibung der Fig. 3 und 4 ableiten.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5, dabei wurde Fig. 5 nur durch ein Schaltgerät 23 ergänzt, das abschaltet, wenn nach einer vorbestimmten, aus dem Anstieg des Ansprechwertes ermittelten Zeit der Schalter nicht ausge­ tauscht wurde.
Fig. 7 zeigt eine von vielen denkbaren Formen der Sperre 18, die sich in bestimmten Ausführungsbeispielen zwischen den Stößel 6 und das Schaltwerk 4 schiebt und beim Zurückziehen automatisch beispielsweise die Magnetkontakte eines Magnet­ auslösers 5 schließt.
Fig. 7 besteht aus 4 Fig. 7a-7d, wobei Fig. 7a die Ausgangsphase des Über­ wachungsvorganges darstellt. Stößel 6 des Auslösers 5 und die Sperre 18 befinden sich in Bereitschaftsstellungen, d. h. in eingezogenen Zuständen. Man erkennt, daß die löffelartig ausgebildete Sperre 18 an dem Stößel 6 vorbeischießen kann.
Fig. 7b zeigt die Sperre 18 in der Stellung, in der ein Ausschalten des Schalt­ werkes 4 nicht mehr möglich ist.
Wenn nun der Ansprechwert gemessen wird und dabei der Auslöser 5 auslöst, schlägt der Stößel 6 an die Sperre 18 an, wie in Fig. 7c gezeigt.
Nach Beendigung des Vorganges zieht sich die Sperre 18 zurück und schiebt, wie in Fig. 7d erkennbar, mit ihrer Verdickung den Stößel 6 nach unten, der seinerseits die Magnetkontakte des Auslösers wieder schließt.
Nach der Schließung der Magnetkontakte befindet sich die Sperre 18 wieder in ihrer Ausgangsposition der Fig. 7a.
19 stellt hier den Antrieb der Sperre 18 dar.
Selbstverständlich kann sich die Sperre, die das Entklinken des Schaltwerkes verhindert, auch an geeigneter Stelle im Schaltwerk befinden.
Die Sperre, d. h. die Sperrvorrichtung kann z. B. elektromechanisch, elektromag­ netisch, elektrothermisch, mit Hilfe von herkömmlichen Aktoren, einen FGL-Antrieb o. ä. angetrieben werden.
Diagramm 1

Claims (16)

1. Fehlerstromschutzschalter, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines in einen Mikrocomputer, kurz µP genannt, integrierten Zeitgebers seine Ansprechzeit in vorbestimmbaren Zeitabständen gemessen, mit einer Sollansprechzeit verglichen (geprüft) und bei Überschreiten der Sollansprechzeit Alarm gegeben wird.
2. Fehlerstromschutzschalter nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle in bestimmten Zeitabständen gemessenen Ansprechzeiten ta gespeichert werden und aus dem automatisch gebildeten, zeitlichen Anstieg derselben auf den Zeitpunkt des Überschreitens der Sollansprechzeit geschlossen, d. h. extrapoliert wird.
3. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge der vorbestimmten Zeiten sich nach der Länge der jeweils gemessenen Ansprechzeit richtet, daß z. B. dann, wenn die Ansprechzeit sich dem Sollwert nähert, die o. g. Zeitabstände immer kürzer werden.
4. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Erreichen eines bestimmten Wertes Alarm gegeben wird.
5. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Vorgang des Zeitgebens, -messens, -vergleichens, -speicherns sowie auch der Vorgabe der Prüfzeiten automatisch erfolgt.
6. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich während der Ansprechzeitüberprüfung vor Öffnen der Hauptstromschaltkontakte des Fehlerstromschutzschalters über diese automatisch bypassartige Hilfs­ stromkontakte schalten, die sich nach dem Gesamtüberprüfungsvorgang, d. h. nach dem Wiederschließen der Hauptstromkontakte öffnen, so daß während des o. g. Vorganges kein Stromausfall auftritt.
7. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß während der Ansprechzeitüberprüfung ein Auslösemechanismus, z. B. ein Auslöserelais, ein Magnetauslöser oder ein anders gearteter Aktor, beispielsweise Piezoaktor, anspricht, aber eine Sperre das Auslösen des Schaltwerkes verhindert, um Stromausfall zu vermeiden.
8. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre eine Form ähnlich der in Fig. 6 dargestellten hat, um beim Zurückziehen derselben die Kontakte des Auslösers wieder zu schließen.
9. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sperre an geeigneter Stelle im Schaltwerk eingreift und beim Zurückziehen die Kontakte des Auslösers wieder schließt, z. B. die Magnetkontakte eines Magnetauslösers.
10. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antrieb der Sperre z. B. elektromechanisch, -magnetisch, -ther­ misch, mit Hilfe von herkömmlichen Aktoren, einem FGL-Antrieb oder ähnlichem erfolgt.
11. Fehlerstromschutzschalter nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein weiterer Sensor, beispielsweise auch eine Rogowski-Spule, ein durch den Fehlerstromschutzschalter fließenden Kurzschlußstrom detektiert und daß danach sofort eine Messung der Fehlerstrom-Ansprechzeit erfolgt.
12. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Messung der Fehlerstrom-Ansprechzeit dieselbe gleich nochmals gemessen wird, um nach dem Kurzschluß bei Überschreiten des Sollwertes der Ansprechzeit zu signalisieren den Schalter auszutauschen oder beim Überschreiten der gesetzlich vorgeschriebenen Sollansprechzeit den Schalter auszuschalten und/oder Alarm zu geben.
13. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meß- und Überwachungseinrichtung die Form eines herkömmli­ chen, an dem Fehlerstromschutzschalter anflanschbaren Hilfsschalters besitzt.
14. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß alle Funktionen des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschalters mittels herkömmlicher Mittel, beispielsweise durch Hilfskontakte, überwacht werden und bei Versagen, d. h. Ausfall einer oder mehrerer Funktionen Alarm gegeben wird.
15. Fehlerstromschutzschalter nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Überwachung, Steuerung und Signalgabe in eine gebäude­ systemtechnische Anlage integriert werden.
16. Fehlerstromschutzschalter nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zeit, die verstreicht, bis der Fehlerstromschutzschalter wieder funktionsbereit ist, kleiner als 200 ms ist.
DE19944429949 1994-08-24 1994-08-24 Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Überwachungseinrichtung Withdrawn DE4429949A1 (de)

Priority Applications (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944429949 DE4429949A1 (de) 1994-08-24 1994-08-24 Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Überwachungseinrichtung
DE1995128020 DE19528020A1 (de) 1994-08-24 1995-07-31 Sich selbsttätig überwachender Fehlerstromschutzschalter
CZ97544A CZ54497A3 (en) 1994-08-24 1995-08-24 Protective circuit breaker with automatic monitoring device
PL95318783A PL178788B1 (pl) 1994-08-24 1995-08-24 Układ prądowego wyłącznika ochronnego z automatycznym urządzeniem kontrolnym
EP95928978A EP0777928B1 (de) 1994-08-24 1995-08-24 Fehlerstromschutzschalter mit automatischer überwachungseinrichtung
HU9800155A HUT77614A (hu) 1994-08-24 1995-08-24 Földáramvédő kapcsoló automatikus figyelőberendezéssel
DK95928978T DK0777928T3 (da) 1994-08-24 1995-08-24 Fejlstrømsbeskyttelsesafbryder med automatisk overvågningsindretning
PCT/DE1995/001129 WO1996006475A1 (de) 1994-08-24 1995-08-24 Fehlerstromschutzschalter mit automatischer überwachungseinrichtung
US08/793,407 US5956218A (en) 1994-08-24 1995-08-24 Earth-leakage circuit breaker with automatic monitoring capability
AT95928978T ATE177266T1 (de) 1994-08-24 1995-08-24 Fehlerstromschutzschalter mit automatischer überwachungseinrichtung
ES95928978T ES2131847T3 (es) 1994-08-24 1995-08-24 Interruptor de proteccion contra corrientes de fuga, con dispositivo automatico de vigilancia.
DE59505219T DE59505219D1 (de) 1994-08-24 1995-08-24 Fehlerstromschutzschalter mit automatischer überwachungseinrichtung
NO970815A NO970815L (no) 1994-08-24 1997-02-21 Overbelastningsbryter med automatisk overvåking
GR990401496T GR3030396T3 (en) 1994-08-24 1999-06-02 Earth-leakage circuit breaker with automatic monitoring facility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944429949 DE4429949A1 (de) 1994-08-24 1994-08-24 Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Überwachungseinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4429949A1 true DE4429949A1 (de) 1996-02-29

Family

ID=6526396

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19944429949 Withdrawn DE4429949A1 (de) 1994-08-24 1994-08-24 Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Überwachungseinrichtung
DE1995128020 Withdrawn DE19528020A1 (de) 1994-08-24 1995-07-31 Sich selbsttätig überwachender Fehlerstromschutzschalter

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1995128020 Withdrawn DE19528020A1 (de) 1994-08-24 1995-07-31 Sich selbsttätig überwachender Fehlerstromschutzschalter

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE4429949A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19628364C1 (de) * 1996-07-13 1998-03-05 Matthias Mueller Grenzwertschalter
EP1936772A3 (de) * 2002-11-08 2010-04-07 Eaton Electric Limited Reststromgeräte

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19736220A1 (de) 1997-08-20 1999-02-25 Siemens Ag Fehlerstrom-Schutzeinrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19628364C1 (de) * 1996-07-13 1998-03-05 Matthias Mueller Grenzwertschalter
EP1936772A3 (de) * 2002-11-08 2010-04-07 Eaton Electric Limited Reststromgeräte

Also Published As

Publication number Publication date
DE19528020A1 (de) 1997-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0777928B1 (de) Fehlerstromschutzschalter mit automatischer überwachungseinrichtung
DE69208799T2 (de) Schutzschalter mit selektiver Verriegelung
EP2726889B1 (de) Photovoltaik-modul
EP2622622B1 (de) Fehlerstromschutzschalter
DE3525227C2 (de)
DE112008000929T5 (de) Stromunterbrechungsvorrichtung mit automatischer Betätigung beim Auftreten von Funken an einer elektrischen Leitung
EP3418482B1 (de) Elektrischer türantrieb, sicherheitstür und verfahren zum betrieben einer sicherheitstür
DE102016106700A1 (de) Ladestation und Verfahren zum Betreiben einer Ladestation
DE102011109615A1 (de) Photovoltaik-Modul Kombination mehrerer Photovoltaik-Module
WO2012109684A1 (de) Fehlerstromschutzschalter
EP0676844B1 (de) Sich selbsttätig überwachender Fehlerstromschutzschalter
DE4429949A1 (de) Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Überwachungseinrichtung
EP2548214B1 (de) Fehlerstromschutzschalter
EP1478069B1 (de) Allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzeinrichtung
AT505635B1 (de) Fehlerstromschutzschalter
EP2143184B1 (de) Verfahren zum selektiven auslösen von leistungsschaltern
DE19529474C1 (de) Verfahren und Anordnung zur automatischen Überwachung von Fehlerstromschutzschaltern
DE102017217040B4 (de) Fehlerstromschutzschalter
EP1478070A1 (de) Allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzeinrichtung
DE4429950A1 (de) Sich halbautomatisch überwachender Fehlerstromschutzschalter
DE4124190A1 (de) Verfahren zum ueberwachen und ausschalten eines wenigstens einen hin- und einen rueckleiter aufweisenden netzes aufgrund eines fehler- oder erdschlussstromes sowie schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE102008017932A1 (de) Installationsschalter und Stromzählersystem
EP1478068B1 (de) Allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzeinrichtung
AT409052B (de) Schaltungsanordnung zur fernprüfung eines schutzschalters
DE19537011C2 (de) Fehlerstromschutzschalter

Legal Events

Date Code Title Description
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 19528020

Format of ref document f/p: P

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: AEG NIEDERSPANNUNGSTECHNIK GMBH & CO KG, 24534 NEU

8181 Inventor (new situation)

Free format text: BERTHOLD, RAINER, DIPL.-PHYS., 69251 GAIBERG, DE

8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee